De fyra elementen

2013-10-23 06:59 Kaianders Sempler  

Den antika föreställningen om att materien är uppbyggd av fyra element skulle visa sig seglivad. Inte förrän på slutet av 1700-talet slog en rationell världsbild igenom inom kemin. Det periodiska systemets genomslag blev sedan den slutgiltiga spiken i kistan för Aristoteles världssyn.

I alla världens kulturer har man undrat över varifrån jorden kommer. Hur bildades den, och vad består den egentligen av?

Vatten är alltings urämne, hävdade den grekiske filosofen Thales från Miletos tvärsäkert på 500-talet före vår tideräknings början.

Nej nej, det är elden, hävdade Herakleitos.

Fullständigt löjligt. Det är naturligtvis luften, sa hans konkurrent Anaximenes.

Kanske det var för att göra alla parter nöjda som filosofen Empedokles från Sicilien på 200-talet formulerade sin teori om att världen är uppbyggd av fyra element – jord, luft, eld och vatten. All materia består av olika proportioner av dessa element, hävdade han.

Idén togs över av först Platon, som identifierade elementen med sina regelbundna kroppar, sedan av Aristoteles som kompletterade elementen med egenskaperna torr, fuktig, het och kall.

Läran om de fyra elementen togs upp av araberna i Bagdad och Spanien. Under medeltidens senare del kom så idén tillbaka till Europa, där de fyra elementen blev dogm i den katolska kyrkan. Men från araberna kom också en annan lära – alkemin.

En grundläggande tanke hos medeltidens människor var att allt utvecklas och förvandlas. Sädeskornet växer upp till ett ax, en larv blir en fjäril, en äppelblomma vissnar och blir ett äpple. På samma sätt föreställde man sig att metallerna mognade i jordens inre.

Bergsmännen hade sedan antiken lagt märke till att små mängder silver vanligtvis förekom i blymalm. På samma sätt förekom små mängder guld i silvermalm. Det låg då nära till hands att anta att silver bildades av bly när det hade mognat, och att guld bildades av silver om tillräckligt lång tid fick gå. Om man nu fann en metod att snabba på mognadsprocessen skulle man enkelt kunna förvandla oädla metaller till ädla.

En annan föreställning som genomsyrade det medeltida samhället var att det gick utför med världen. Det hade varit bättre förr. Allra bäst hade det varit under Den Gyllene Åldern, långt tillbaka i forntiden, då visheten och levnadsstandarden hade varit oändligt mycket högre än i den krigiska, fattiga och smutsiga samtiden. Kunde man kanske inte fortfarande se rester av ståtliga byggnadsverk från en förgången tid här och där i Medelhavsländerna?

Man tänkte sig nu att det fanns en förlorad kunskap från forntiden som väntade på att återupptäckas.

Den stora drömmen var att hitta metoden för att påskynda metallernas mognad. Med hjälp av ett märkligt ämne som brukade gå under namnet De vises sten påstods att man skulle kunna förvandla oäkta metaller till skinande guld och tjäna förmögenheter. De vises sten påstods också ha förmågan att bota alla sjukdomar och ge evigt liv.

Många försökte nu finna fram till denna det medeltida livets stora bingolottovinst. I sin iver slösade de sina resurser på mystiska dokument och laboratorieutstyr, vilket ledde till ruin och armod.

Andra alkemister var slugare och drev sin verksamhet som riskkapitalbolag. De raggade finansiärer och utlovade stora profiter så fort de funnit de vises sten. Men först behövde de alltså pengar.

Det blev aldrig något av med guldframställningen. Det enda alkemisternas verksamhet ledde till var att man insåg att transmutation av ämnen var kemiskt omöjligt. De enda som tjänade pengar på alkemisternas verksamhet var förfalskarna som försåg marknaden med mystiska uråldriga dokument.

På 1600-talet ebbade intresset för alkemi ut. Den engelske vetenskapsmannen Robert Boyle skrev en stridsskrift med titeln The Sceptical Chymist där han ivrade för en mer rationell och vetenskaplig syn på forskningen om materien och världens uppbyggnad. Men det skulle dröja till slutet av 1700-talet innan kemin blir en riktig vetenskap och man börjar röja upp bland föreställningarna från antiken. Scheele, Priestley och Lavoisier upptäcker syret, och de inser alltmer vilka kemiska ämne som är grundämnen och vilka som är föreningar.

Lavoisier inser till sin förvåning att vatten inte är ett grundämne, utan en förening mellan två gaser vilka han kallar oxygen och hydrogen – syre och väte. Inte nog med det. Luften är inte heller ett grundämne. Scheele inser att luft innehåller en del som går att andas och som underhåller liv och förbränning. Resten är död luft som man kvävs av – kväve.

Lavoisier upprättar en lista över ämnen som han anser vara ursprungliga och odelbara. I England upptäcker Humphry Davy bisarra eldfängda metaller i så vanliga ämnen som soda och pottaska – vi känner dem som natrium och kalium. En rad svenska världsledande kemister som Berzelius och Cleve analyserar mineral och upptäcker dittills okända metaller – krom, nickel, kobolt, torium med flera.

Listan över grundämnen blir allt längre. 1869 presenterar den ryske kemisten Dmitrij Mendelejev sitt första försök att strukturera ämnena i grupper efter atomvikter och kemiska egenskaper. I Mendelejevs första periodiska system fanns flera luckor där han hade satt in frågetecken. Det var, hävdade han, ämnen som ännu ej upptäckts, men vars atomvikter och kemiska egenskaper han kunde förutspå.

En av luckorna fanns mellan kalcium och titan. Här förutsade Mendelejev ett grundämne han kallade ”eka-bor”. Det borde ha kemiska egenskaper liknande yttrium.

1879 upptäcktes eka-bor i ett mineral från Arendal på Sörlandet i Norge av den svenske kemisten Lars Fredrik Nilsson i Uppsala. Han kallade det nya grundämnet skandium, och upptäckte att det hade just de egenskaper som Mendelejev förutsagt.

Det periodiska systemet slog nu igenom på bred front. Äntligen var antikens föreställningar om fyra element förpassade till historien.

Kaianders Sempler

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Senaste inom

Debatt